【摘 要】本文介绍华能海口电厂使用新华DEH系统在高调门控制方面出现的故障情况,结合高调门控制系统设备特点对故障原因进行逐条分析,提出对应的解决办法,并针对高调门控制设备的状况,通过改造、日常维护检查等方面采取相应措施,提高DEH系统高调门控制可靠性。
【关键词】DEH(数字纯电液调节系统);LVDT(线性位移差动传感器);伺服阀(MOOG阀,带有负反馈的控制阀)
一、引言
海口电厂#4、#5、#6、#7(138MW)机组从2000年开始先后将汽轮机液压调节系统改造为采用上海新华DEH---ⅢA型纯电液调节系统,#8、#9(330MW)机组分别于2006年、2007年投产,DEH系统采用新华DEH---V型纯电液调节系统。新华DEH系统具有产品质量成熟、控制性能良好、控制精度高等特点,长期以来运行稳定可靠,但不可避免也出现一些问题和故障,高调门控制是DEH系统中重要的控制部分,其控制稳定性、可靠性及精度直接影响汽轮机转速、负荷控制,甚至影响汽轮机运行安全。从新华DEH系统在海口电厂多年运行情况统计,高调门控制是出现问题和故障比较集中的部位,本文粗浅分析高调门控制出现的故障、原因分析,以及相应采取的对策和措施,以供大家参考。
当调门全关时,调整W2使LVDT1等于零;调整W7使LVDT2等于零。当调门全开时,调整W10使LVDT1等于满度;调整W4使LVDT2等于满度。当手动送阀位指令,使A=2.0V,伺服阀停在中间位置,调整OFFSET电位器使A-P=0.02——0.03V,保证启动前伺服阀处于负偏置,阀门有效关闭。凸轮特性是指油动机进入凸轮效应范围后,高调门采用相对增长较小的输入电压,使油动机以较快的速度达到阀门全开的位置。高调门正常工作时,LVDT1和LVDT2信号经高选后的P值、DEH经凸轮特性变换后的阀位指令A值和OFFSET信号求和,经功放后控制伺服阀,由油动机带动高调门动作。当调门反馈值和DEH指令值相等时阀门停止运动,形成闭环控制回路。
三、高调门控制故障现象、分析及解决办法
1、高调门发生故障时主要表现为:
(1)调门全关。
(2)调门全开。
(3)调门大幅晃动。
(4)调门控制指令与反馈偏差大。
(5)伺服阀(MOOG阀)故障造成调门控制不正常或失控。
2、高调门故障对应原因分析:
从高调门控制原理以及故障时信号记录曲线分析,故障原因主要集中在现场,因此,本文主要基于DEH内部系统正常情况下侧重分析现场的故障和解决方法:
(1)调门出现全关或全开:DEH指令信号正常,问题发生在调门控制信号和LVDT上。当有一只LVDT交流信号开路,故障的LVDT数值为最大时(LVDT三条信号线视开路情况可能为最大或最小,如最小则不影响控制),且该值不随调门运动而改变,两个LVDT信号高选模块输出为最大值,DEH输出信号值和高选后的P值无法平衡,控制信号直流输出为最小值,调门全关。当LVDT损坏(断杆)时,同样必有一个LVDT值不随调门运动而变化,P值和DEH控制信号无法平衡,使直流输出为最大,调门全开。
出现以上故障主要有:a、LVDT端子信号松脱;b、LVDT线圈开路;c、其他原因引起信号开路;d、油动机与LVDT连接杆断。
解决方法主要有:a、高调门运行中振动比较大,长时间运行造成接线端子松动或松脱,因此,在安装高调门接线端子箱时注意防止振动,定期紧固端子,在接线端子的螺丝上加装弹垫,加强检查,及时处理接线松动。b、提高高调门保温及附近保温质量,避免环境温度高造成电缆绝缘老化、LVDT老化易出现故障,同时高调门就地控制及信号电缆建议选用耐高温电缆。海口电厂4台138MW机组由于调门保温不好,高调门立式安装,大量热量上升影响高调门顶部伺服阀端子箱及LVDT环境,造成电缆或LVDT故障,后经过对调门保温进行专项处理后大大降低其故障率。c、油动机与LVDT连接杆断也是高调门出现故障较多的故障,由于原油动机与LVDT是连接杆为硬连接,安装时LVDT传动杆及连接杆必须保证一条直线,尽管如此,由于热态运行中调门温度影响连杆的热胀冷缩,加上调门振动等影响,多次造成LVDT连接杆卡涩弯曲折断,导致调门全开或全关故障,对此,通过对油动机与LVDT连接杆的接头处加装万向节,解决了硬接造成连杆易折断问题,具体改造前与改造后示意***如上:
由于LVDT为双信号且采用反馈信号高选进行闭环控制,当一个LVDT信号故障时,如果故障信号为最小,则另一LVDT信号正常,不会造成调门失控,但如果故障信号为最大,则调门全关,直接影响机组控制和安全。高调门控制在DEH---ⅢA系统中由调门控制卡VCC卡控制,对此,与新华厂家联系,要求增***CC对LVDT信号增加断线判断检测功能,一旦检测LVDT信号断,则自动选择另一正常信号进行控制,后经新华公司对原VCC卡改造增加断信号检测小卡,增加了对LVDT信号断线检测功能,一旦检测LVDT断线,自动切换高选为选择正常信号闭环控制,提高了调门控制的可靠性。在330MW机组的新一代DEH-V系统中,采用的VPC智能调门控制卡,也已改进设计有断线检测判断功能。
(2)调门发生大幅晃动时原因有一下几种:
a、两只LVDT的调制信号频率太接近,有差拍现象,引起抖动。解决方法是在调门控制卡上调整信号频率,增大两只LVDT的频率差值>50HZ。
b、LVDT线圈绝缘性能不好。传感器线圈和壳体之间导通时,系统形成多点接地,产生干扰,引起调门晃动。解决方法只能更换LVDT了,注意解决环境高温问题,选用耐高温参数较高、质量可靠的LVDT产品。
c、控制电缆屏蔽层现场有接地点。由于现场调门运行中机械震动较大,控制电缆和接线盒产生摩擦,使屏蔽层,产生接地。解决方法安装时注意电缆走向及布线,另外加强控制电缆的保护。
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